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9.3 Niveau de la mer - Géosciences

9.3 Niveau de la mer - Géosciences


Niveau de la mer est le niveau moyen de la surface d'une masse d'eau donnée à la surface de la terre. Niveau d'eau est la hauteur de l'eau par rapport à un point de référence. Les côtes peuvent être dominées par les tempêtes ou les marées, ce qui affecte la niveau relatif de la mer. Les terres émergentes donnent l'impression que le niveau de la mer diminue par rapport à la terre tandis que les terres submergées donnent l'impression que le niveau de la mer augmente par rapport à la terre [2, pg 222].

Ces changements relatifs affectent les changements du niveau de la mer lors des tempêtes et des marées. Les définitions d'une tempête ou d'une côte dominée par les marées sont relativement simples : côtes dominées par les tempêtes sont contrôlés par les tempêtes et dominés par les marées côtes sont contrôlés par les marées. Les tempêtes et les marées contrôlent le niveau de la mer, ainsi que d'autres processus géologiques tels que le dépôt de sédiments. 80% des côtes de la Terre sont dominées par les tempêtes, 17% sont dominées par les marées et le reste est dominé par les courants océaniques [2, pg 217].

Les enregistrements de l'élévation du niveau de la mer post-glaciaire sur des milliers d'années nous permettent de voir les changements du niveau de la mer à travers le monde (https://fr.Wikipedia.org).

L'enregistrement du niveau de la mer est important car c'est ainsi que l'élévation et la profondeur des océans sont calculées. Les scientifiques peuvent également utiliser le niveau de la mer pour suivre l'évolution des autres facteurs climatiques. Bien que les cycles mondiaux naturels contribuent à l'élévation du niveau de la mer sur de longues périodes, l'activité anthropique accélère considérablement le processus. La combustion de combustibles fossiles et d'autres activités humaines contribue à une augmentation du pourcentage de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, ce qui accélère le réchauffement des océans.

Il existe deux principaux facteurs de réchauffement climatique qui contribuent à l'élévation du niveau de la mer :

1. Faire fondre la glace

  • Bien que la fonte des glaces ajoute de l'eau au système océanique, cela ne modifie le niveau de la mer que lorsque la glace était auparavant hors de l'eau (c.

  • La glace a également un albédo (réflectivité) plus élevé que l'eau, ce qui signifie qu'elle peut refléter plus de lumière que la haute mer. Une fois que la glace fond dans l'eau, il y a moins de glace à réfléchir et plus à absorber la chaleur, cela crée une boucle de rétroaction où les océans se réchauffent et la glace continue de fondre, provoquant un réchauffement des océans et le cycle continue.

2. Dilatation thermique de l'eau

  • Lorsque l'eau de mer se réchauffe, les particules s'étalent davantage en raison de l'énergie cinétique plus élevée, et ce volume accru fait monter le niveau de la mer.[4]

L'historique et les projections du niveau moyen mondial de la mer sont illustrés dans le graphique ci-dessus à l'aide de données de marégraphes géologiques et de données satellitaires. (https://fr.Wikipedia.org)

Le niveau moyen de la mer de l'océan est mesuré sur une longue période et peut aider à identifier les effets du changement climatique mondial et les effets anthropiques.

Depuis 1900, l'augmentation du niveau de la mer a été enregistrée entre 0,04 et 0,1 pouce par an, tandis que l'augmentation depuis 1992 a été mesurée à 0,12 pouce par an. Cette augmentation apparemment légère est assez importante en raison des effets cumulatifs. Le réchauffement climatique a affecté tant de choses de l'agriculture à la vie marine et l'élévation du niveau de la mer moderne affectera bon nombre de ces facteurs de nos vies. L'élévation du niveau de la mer entraînera une diminution de l'espace terrestre disponible pour l'habitation humaine et pourrait éventuellement provoquer l'inondation des îles et des côtes.

L'histoire et l'avenir des changements du niveau de la mer

Le niveau de la mer a radicalement changé au cours de l'histoire en raison de la température changeante de la Terre. Pendant les périodes glaciaires, les calottes glaciaires étaient beaucoup plus étendues qu'elles ne le sont aujourd'hui. À l'inverse, les périodes interglaciaires sont des périodes de températures plus chaudes et de calotte glaciaire moins étendue. Nous sommes actuellement en période interglaciaire. Le niveau de la mer a augmenté et baissé de plusieurs centaines de mètres entre les périodes. Au cours du dernier maximum glaciaire, le maximum glaciaire tardif vers 14 000 avant notre ère, le niveau de la mer était de 400 pieds plus bas qu'aujourd'hui en raison du gel de l'eau dans les glaciers et les calottes glaciaires continentales. Actuellement, le niveau de la mer monte plus vite qu'il ne l'a fait au cours des 6 000 dernières années. Le niveau de la mer a augmenté de 5 à 8 pouces depuis 1900, et son taux d'augmentation par an augmente. Tant que les niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère continueront d'augmenter au même rythme et que la Terre continuera à se réchauffer, le niveau de la mer continuera d'augmenter. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) prévoit que le niveau de la mer pourrait monter jusqu'à 1 mètre d'ici la fin du siècle. S'ils montent de 1 mètre, la Nouvelle-Orléans, Miami et de nombreuses autres villes de la côte seront complètement sous l'eau[6].

Outils utiles :

Cartes des zones à risques : Cartes interactives qui simulent les niveaux d'élévation de la mer prévus :

  1. https://ss2.climatecentral.org: Mers déferlantes, Zones de la carte des risques

  2. https://vesl.jpl.nasa.gov/: Laboratoire du Système Terre Virtuel

  3. https://coast.noaa.gov: NOAA : visionneuse de l'élévation du niveau de la mer

  1. https://www.youtube.com: AsapSCIENCE et le rôle de la dilatation thermique dans l'élévation du niveau de la mer.

  2. https://www.youtube.com: "Et si toute la glace fondait sur Terre" ft. Bill Nye

  3. https://www.youtube.com: "La Minute de la Terre de la NASA : l'élévation du niveau de la mer"

Les références

  1. www.lgt.lt/geoin/doc.php?did=cl_relative

  2. www.igc.usp.br/pessoais/renat...ichols2009.pdf

  3. www.nature.com/scitable/knowl...aches-26276621

  4. tidesandcurrents.noaa.gov/slt.../mtsparker.htm

  5. http://oceanservice.noaa.gov/facts/sealevel.html

  6. https://ocean.si.edu/through-time/ancient-seas/sea-level-rise


Élévation du niveau de la mer / Inondations côtières

Comme nous l'avons vu dans la dernière leçon, le niveau de la mer devrait augmenter de plus d'un mètre au cours du prochain siècle, et peut-être jusqu'à cinq mètres d'ici 2300, compte tenu des émissions de combustibles fossiles du statu quo. Des scénarios tels que 10 mètres d'élévation du niveau de la mer ne sont pas hors de portée si, par exemple, la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental s'effondre plus brusquement que ne l'indiquent les estimations incertaines des modèles actuels.

Les impacts de l'élévation du niveau de la mer seront ressentis différemment par les différentes nations et régions. Pour les nations insulaires de faible altitude comme les Maldives, même les scénarios d'élévation du niveau de la mer les plus bas représentent une menace distincte. En fait, certaines nations insulaires telles que Tuvalu ont déjà élaboré des plans d'urgence pour l'évacuation dans les décennies à venir.

Lorsqu'on m'interroge sur les impacts du changement climatique sur la Pennsylvanie, je plaisante parfois en disant que Jersey Shore, en Pennsylvanie, n'a peut-être rien à craindre de l'élévation directe du niveau de la mer, mais tous ces Pennsylvaniens qui font un pèlerinage d'été annuel à LES Jersey Shore en verrait sûrement les effets, car les plages sont de plus en plus érodées et seront finalement inondées.

Même une élévation modérée du niveau de la mer (c. sur pour l'approvisionnement en eau douce.

Il existe également une composante naturelle aux changements du niveau de la mer en Amérique du Nord. Alors que la calotte glaciaire laurentide qui couvrait autrefois une grande partie du nord de l'Amérique du Nord a fondu à la fin de la dernière période glaciaire, la croûte terrestre sous elle a lentement rebondi, ce qui a entraîné un mouvement ascendant du sol dans les régions où la charge de glace était le plus grand, par exemple, la région de la baie d'Hudson, et le mouvement de diminution plus loin, par exemple, la côte est et surtout la côte du golfe. Ce soi-disant réglage isostatique ajoute une composante locale de changement du niveau de la mer qui s'ajoute ou se soustrait au changement global du niveau global de la mer (le soi-disant eustatique composante du niveau de la mer). Cette composante régionale peut être comparable à l'élévation globale du niveau de la mer au cours du siècle dernier.

D'autre part, la composante locale est faible par rapport à l'élévation du niveau de la mer de 1 à 5 m qui est projetée au cours des un et deux siècles à venir dans le cadre des émissions du statu quo. Avec 1 mètre d'élévation du niveau de la mer, nous verrions la disparition des régions basses de la côte du Golfe, dont les Florida Keys. À 5 à 6 mètres d'élévation du niveau de la mer, nous verrions la perte du tiers sud de la Floride et de nombreuses grandes villes de la côte du golfe et de la côte est des États-Unis. À 10 mètres d'élévation du niveau de la mer, la ville de New York serait submergé.

On peut mesurer les coûts de l'augmentation des niveaux d'élévation du niveau de la mer en termes de (a) la perte de superficie, (b) les dommages causés à notre économie tels que mesurés par le projet intérieur brut (PIB) et (c) l'augmentation de la population directement (par une inondation ou une érosion accrue) ou indirectement (par, par exemple, l'intrusion d'eau salée dans l'approvisionnement en eau douce). Dans le scénario d'une élévation du niveau de la mer de 10 mètres, pas totalement hors de question sur une échelle de temps de quelques siècles, les coûts globaux tels que mesurés par l'une des métriques ci-dessus sont plutôt stupéfiants : plus de 5000 km² de terres côtières perdues, près de trois mille milliards de dollars de PIB perdus et plus d'un tiers de milliard de personnes exposées aux impacts directs ou indirects de l'élévation du niveau de la mer.

Comme nous le verrons plus loin dans cette leçon, pour de nombreuses régions côtières, les coûts seront aggravés par l'impact supplémentaire des dégâts plus importants des ouragans.


9.3 Niveau de la mer - Géosciences

Tous les articles publiés par MDPI sont rendus immédiatement disponibles dans le monde entier sous une licence en libre accès. Aucune autorisation particulière n'est requise pour réutiliser tout ou partie de l'article publié par MDPI, y compris les figures et les tableaux. Pour les articles publiés sous licence Creative Common CC BY en libre accès, toute partie de l'article peut être réutilisée sans autorisation à condition que l'article original soit clairement cité.

Les articles de fond représentent la recherche la plus avancée avec un potentiel important d'impact élevé dans le domaine. Les articles de fond sont soumis sur invitation individuelle ou sur recommandation des éditeurs scientifiques et font l'objet d'un examen par les pairs avant leur publication.

L'article de fond peut être soit un article de recherche original, une nouvelle étude de recherche substantielle qui implique souvent plusieurs techniques ou approches, ou un article de synthèse complet avec des mises à jour concises et précises sur les derniers progrès dans le domaine qui passe systématiquement en revue les avancées les plus passionnantes dans le domaine scientifique. Littérature. Ce type d'article donne un aperçu des orientations futures de la recherche ou des applications possibles.

Les articles du Choix de l'éditeur sont basés sur les recommandations des éditeurs scientifiques des revues MDPI du monde entier. Les rédacteurs en chef sélectionnent un petit nombre d'articles récemment publiés dans la revue qui, selon eux, seront particulièrement intéressants pour les auteurs ou importants dans ce domaine. L'objectif est de fournir un aperçu de certains des travaux les plus passionnants publiés dans les différents domaines de recherche de la revue.


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La NASA mesure ce changement depuis l'espace. Avec le satellite Ice, Cloud and land Elevation 2, ou ICESat-2, les scientifiques peuvent calculer le changement de hauteur des calottes glaciaires à une fraction de pouce près, ce qui leur permet de calculer comment les variations des calottes glaciaires contribuent à l'élévation du niveau de la mer. Avec les satellites Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On, ou GRACE-FO, un partenariat avec le Centre de recherche allemand pour les géosciences, les scientifiques peuvent calculer la masse de glace perdue sur ces vastes étendues à travers le Groenland et l'Antarctique.

Les calottes glaciaires à elles seules ont contribué environ 1,2 millimètre par an à l'élévation du niveau de la mer entre 2002 et 2017, les scientifiques ont calculé en comparant les données des satellites GRACE et GRACE-FO.

Depuis 2006, une moyenne de 318 gigatonnes de glace par an a fondu des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique, ont calculé les scientifiques en comparant les données du premier ICESat et ICESat-2.

Une gigatonne suffit pour couvrir le Central Park de New York de glace de 300 mètres de profondeur.

Les glaciers dans des endroits comme l'Alaska, l'Asie de haute montagne, l'Amérique du Sud et l'Arctique canadien sont sensibles au réchauffement de la température de l'air. Au cours de la dernière décennie, presque tous les glaciers ont diminué. Que les glaciers se jettent directement dans l'océan ou dans des rivières qui finissent par atteindre la mer, l'eau de fonte de ces petits glaciers contribue à peu près autant à l'élévation du niveau de la mer que l'eau de fonte des calottes glaciaires massives.


Effets gravitationnels et rotationnels

En plus de dériver une équation intégrale auto-cohérente décrivant le changement du niveau de la mer, Farrell et Clark (1976) ont également démontré que lorsque le changement GMSL est rapide (par rapport aux processus de déformation), la composante dominante en champ proche est le changement de la gravitation directe. exercée par les calottes glaciaires. Au fur et à mesure que les calottes glaciaires perdent de la masse, leur influence gravitationnelle sur l'eau océanique diminue et dans le champ proche, le niveau de la mer diminue (Figs. 6 et 9). Il y a un effet similaire dû à l'auto-gravitation de l'eau dans les bassins océaniques qui agit pour augmenter la profondeur de l'eau océanique vers le centre des océans.

Exemple d'empreintes digitales du niveau de la mer pour les eaux de fonte de l'Antarctique (panneau inférieur) et du Groenland (panneau supérieur). L'eau de fonte produite à partir de chaque calotte glaciaire crée une amplitude différente du niveau de la mer en fonction de la position par rapport à la région source. La valeur tracée dans chaque panneau est la quantité sans dimension ((Delta zeta_<<< ext>>> (phi ) - Delta zeta_<<< ext>>> (phi ))/Delta zeta_<<< ext>>> (phi )) , oùζgmsl (φ) est le niveau moyen global de la mer ajouté aux océans sur un intervalle de temps court (effectivement instantané). Les contours sont par incréments de 0,25 pour les valeurs positives et de 1,0 pour les valeurs négatives. Le signal de champ lointain est uniquement caractéristique de la région source

Alors que le changement du volume d'eau contenu dans les bassins océaniques reste la composante dominante du changement du niveau de la mer à distance sur des échelles de temps plus longues, il existe des effets volumétriques de second ordre. En particulier, la zone océanique peut être affectée par la migration du littoral et le volume océanique peut changer en raison de la déformation du fond océanique et des effets gravitationnels et rotationnels sur la profondeur de l'eau océanique.

La configuration et l'ampleur de la charge en eau sont sensibles à la position du rivage, qui dans certains cas peut migrer sur des milliers de kilomètres (p. ex. Lambeck et al. 2003). La position de la ligne de mise à la terre de la calotte glaciaire a un impact supplémentaire sur la géométrie non seulement de la charge d'eau, mais aussi de la charge de glace (Milne 1998).

Au fur et à mesure qu'une calotte glaciaire s'accumule, la pression appliquée à la surface de la Terre induit un écoulement de masse dans le manteau sous-jacent depuis le dessous de la calotte glaciaire vers l'extérieur de la calotte glaciaire. Le soulèvement de la croûte qui en résulte se combine aux effets gravitationnels associés pour abaisser le niveau de la mer dans un large anneau entourant la calotte glaciaire. Dans la littérature GIA, cette région est appelée le renflement périphérique. Dans de nombreux cas, le renflement périphérique d'une calotte glaciaire est submergé sous l'océan. Après le retrait de la calotte glaciaire, l'affaissement de la croûte d'un renflement périphérique submergé augmente le volume océanique (Johnston 1993) par le processus connu sous le nom de siphon océanique (Mitrovica et Milne 2002 Milne et al. 2009 voir également les figures 6 et 8). Cet effet est le mécanisme dominant à l'origine de la baisse du niveau de la mer largement observée depuis le milieu de l'Holocène (par exemple, Hallman et al. 2018, Yokoyama et al. 2019a, b Fukuyo et al. 2020).

En tout point de la surface de la Terre, l'accélération gravitationnelle subie par une masse est partiellement compensée par la force centripète due à la rotation de la Terre. Par conséquent, les changements d'orientation de l'axe de rotation de la Terre ou de sa vitesse de rotation modifieront la composante centripète de l'accélération subie par la colonne d'eau et influenceront ainsi le niveau de la mer (Mitrovica et al. 2005, 2011). Sur des échelles de temps courtes, l'effet rotationnel dominant est dû à la redistribution de la masse de surface entre les calottes glaciaires et les océans. Sur des échelles de temps plus longues, la rotation de la Terre est davantage influencée par la redistribution des masses induite par la charge dans le manteau. En raison des rétroactions complexes entre la géométrie de la charge en eau et le changement du niveau de la mer, la résolution de l'équation du niveau de la mer nécessite plusieurs itérations pour déterminer avec précision la géométrie de la charge en eau (par exemple, Kendall 2005).

Les indicateurs relatifs du niveau de la mer à partir d'emplacements intermédiaires limitent à la fois l'effondrement du renflement périphérique et le signal gravitationnel direct des calottes glaciaires (Fig. 8). Ces sites sont essentiels pour répartir le signal GMSL total entre les différentes calottes glaciaires (par exemple, Nakada et al. 2018), cependant, l'élévation du niveau de la mer depuis que le LGM a inondé la plupart des indicateurs du niveau de la mer de cette région critique. Dans le contexte du changement moderne du niveau de la mer, une modélisation précise des effets GIA en cours joue un rôle important dans l'attribution des changements récents du niveau de la mer entre les calottes glaciaires et les glaciers.

Sur des échelles de temps courtes, le signal de déformation est relativement faible. Cela permet de déduire la distribution régionale de la perte de masse des glaciers et des calottes glaciaires à partir des modèles de changement global du niveau de la mer grâce à un processus appelé « empreinte digitale du niveau de la mer » (comme illustré à la figure 9). Cette possibilité a été rapidement étudiée par Clark et Lingle (1977), et à mesure que les ressources de calcul s'amélioraient, des efforts plus détaillés incorporant la composante rotationnelle sont devenus réalisables (par exemple, Mitrovica et al. 2011). En exploitant cette méthodologie, Hay et al. (2013) ont développé une technique de traitement par filtre de Kalmann pour extraire des séries chronologiques de contributions de la calotte glaciaire au changement du niveau de la mer à partir d'ensembles de données marégraphiques. Plus récemment, la méthodologie des empreintes digitales a été étendue pour inclure également le signal gravitationnel des redistributions de masse de surface observées par gravimétrie satellitaire (par exemple, Hsu et Velicogna 2017).

Les « empreintes digitales » nécessitent un signal unique qui ne dépend que de l'emplacement approximatif des sources d'eau de fonte impliquées. Pour que cela se produise, les calottes glaciaires concernées doivent déverser leur masse dans les océans sur une échelle de temps relativement courte. Si la perte de masse de la calotte glaciaire se produit sur une échelle de temps sur laquelle une déformation viscoélastique significative peut se produire, une ambiguïté inhérente existera entre le modèle rhéologique et les paramètres de la calotte glaciaire. Sur ces périodes plus longues, des méthodes d'inversion standard peuvent être utilisées pour contraindre les divers paramètres du modèle, mais cela ne peut pas être considéré comme une « empreinte digitale ».


Niveau de la mer, marées et résidus dans le port oriental d'Alexandrie, Égypte

La présente étude se concentre sur une analyse complète du niveau de la mer dans le port oriental d'Alexandrie (AEH). L'étude est basée sur les relevés horaires du niveau de la mer du 10.06.2018 au 15.06.2020, du nouveau dispositif peu coûteux de mesure du niveau de la mer (IDSL), installé à AEH en juin 2018. Avant l'analyse, les relevés du niveau de la mer ont été consultés. la moyenne des basses eaux inférieures (MLLW) dans le port de -429 cm. Le package T_TIDE a été utilisé pour générer les marées astronomiques. Les résidus ont été calculés en soustrayant les élévations astronomiques des niveaux de la mer observés.

Les résultats ont révélé un niveau moyen de la mer de 24,6 cm. Le comportement saisonnier du niveau de la mer a été déterminé avec les moyennes mensuelles les plus basses au printemps et les plus élevées en été et en hiver. Les marées dans le port sont de type semi-diurne avec un niveau de marée moyen de 0,05 cm. 23 constituants des marées sur 36 sont significatifs, avec SSa et M2 constituants ayant les plus grandes amplitudes de 5,4 cm et 5,1 cm, respectivement. Les résultats ont révélé un rapport de 4,7 entre les aires de repos et de repos. Les résidus contribuent à 99,0 % au niveau de la mer enregistré. Le facteur de risque de conception et les périodes de retour des plages de niveaux de mer positifs ont été calculés et introduits dans le présent travail.


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L'article de fond peut être soit un article de recherche original, une nouvelle étude de recherche substantielle qui implique souvent plusieurs techniques ou approches, ou un article de synthèse complet avec des mises à jour concises et précises sur les derniers progrès dans le domaine qui passe systématiquement en revue les avancées les plus passionnantes dans le domaine scientifique. Littérature. Ce type d'article donne un aperçu des orientations futures de la recherche ou des applications possibles.

Les articles du Choix de l'éditeur sont basés sur les recommandations des éditeurs scientifiques des revues MDPI du monde entier. Les rédacteurs en chef sélectionnent un petit nombre d'articles récemment publiés dans la revue qui, selon eux, seront particulièrement intéressants pour les auteurs ou importants dans ce domaine. L'objectif est de fournir un aperçu de certains des travaux les plus passionnants publiés dans les différents domaines de recherche de la revue.


Éditorial

La région de la mer des Wadden s'étend sur une distance de près de 500 km le long de la côte de la mer du Nord, des Pays-Bas au Danemark. Il se compose d'une chaîne d'îles-barrières qui abritent une zone de vastes plaines intertidales et de marais salés qui sont disséqués par des chenaux de marée et des ruisseaux. De plus, plusieurs estuaires font partie de cette zone qui est connue pour sa morphodynamique intrigante. Le processus naturel d'érosion continue, de transport et de dépôt de sédiments façonne la morphologie de la zone, qui a une grande valeur écologique, en particulier la morphologie intertidale qui abrite un large éventail d'animaux sauvages.

La région de la mer des Wadden s'étend sur une distance de près de 500 km le long de la côte de la mer du Nord, des Pays-Bas au Danemark. Il se compose d'une chaîne d'îles-barrières qui abritent une zone de vastes plaines intertidales et de marais salés qui sont disséqués par des chenaux de marée et des ruisseaux. De plus, plusieurs estuaires font partie de cette zone qui est connue pour sa morphodynamique intrigante. Le processus naturel d'érosion continue, de transport et de dépôt de sédiments façonne la morphologie de la zone, qui a une grande valeur écologique, en particulier la morphologie intertidale qui abrite un large éventail d'animaux sauvages.

C'est cette morphologie intertidale qui est maintenue par l'équilibre de l'apport en sédiments d'une part et le besoin d'accumulation de sédiments causé par l'élévation du niveau de la mer, l'affaissement des fonds marins et l'impact des interventions sur le système naturel d'autre part. La discussion sur l'impact d'une accélération de l'élévation du niveau de la mer causée par le réchauffement climatique et les conséquences des activités minières dans la région des Wadden elle-même soulève des inquiétudes quant à l'évolution future du bilan sédimentaire de la mer des Wadden et l'impact possible sur les battures intertidales .

Ce numéro spécial de Journal néerlandais des géosciences / Géologie en Mijnbouw (NJG) est le résultat d'une étude sur ce sujet qui a été commandée par l'Académie des Wadden (Waddenacademie) et le Programme vers une mer des Wadden riche (Programma naar een Rijke Waddenzee). Les deux organisations sont parfaitement conscientes que de nombreuses parties prenantes de la région de la mer des Wadden aux Pays-Bas envisagent des scénarios futurs d'élévation du niveau de la mer, d'affaissement et de sédimentation dans cette zone. Ils ont donc pris l'initiative de produire un état de l'art sur l'élévation future du niveau de la mer, l'affaissement induit par la production de gaz et de sel, la sédimentation dans les bassins de marée et leurs interactions. L'étude présente des scénarios comprenant des interprétations des incertitudes et de leurs causes sous-jacentes qui sont basées sur les connaissances développées ces dernières années par diverses initiatives et groupes de recherche, à la fois aux Pays-Bas et dans les pays voisins de la mer du Nord.

Pour chacun des processus - élévation du niveau de la mer, affaissement et sédimentation - un chercheur indépendant et renommé a été invité à réunir un groupe d'experts de diverses universités et institutions afin d'arriver à la meilleure compréhension possible et à une vue d'ensemble largement étayée des connaissances actuelles. relatives aux évolutions futures. Chaque groupe a produit un aperçu complet de son sujet qui peut être considéré comme l'état de l'art. De plus, les informations essentielles sont combinées dans une synthèse qui esquisse l'interaction des processus d'élévation du niveau de la mer, d'affaissement et de transport de sédiments et prédit leurs résultats et, par conséquent, le développement futur des vasières intertidales de la mer des Wadden néerlandaise pour le siècle à venir.

L'Organisation néerlandaise de la recherche scientifique (NWO) a organisé un examen indépendant par les pairs des différentes composantes de l'étude. Les trois composantes des processus ont été examinées chacune par trois experts internationaux renommés sur les sujets respectifs et les neuf examinateurs ont également fourni des commentaires sur la synthèse. Les rapports anonymisés et la mise en œuvre des commentaires des examinateurs par les auteurs ont été partagés avec les organisations qui ont commandé l'étude et avec NJG rédacteurs de ce numéro spécial.

Les initiateurs de ce travail, à savoir. l'Académie des Wadden et le Programme vers une mer des Wadden riche, a décidé de ne pas publier l'étude sous la forme d'un rapport mais sous la forme d'un numéro spécial de la Journal néerlandais des géosciences / Géologie en Mijnbouw. Ce numéro spécial se compose donc de quatre contributions.

Le premier article, par Van der Spek, est une synthèse des informations contenues dans les trois articles suivants sur le changement du niveau de la mer, la subsidence et le bilan sédimentaire de la partie néerlandaise de la mer des Wadden. Cet article résume les projections du niveau de la mer pour le 21e siècle, la subsidence qui devrait être causée par l'extraction de gaz et de sel et les conséquences pour les bilans sédimentaires des bassins de marée individuels.

Le papier de Vermeersen et al. est l'effort de collaboration d'un groupe de plus de 20 experts des Pays-Bas et des pays voisins. Le groupe comprend des chercheurs de disciplines aussi diverses que la géologie, l'océanographie, la glaciologie, la géophysique et l'ingénierie travaillant sur la reconstruction des niveaux moyens des paléo-mer, les observations des niveaux d'eau par marégraphes et satellites et la modélisation. Ils décrivent les causes des changements mondiaux et régionaux du niveau de la mer, discutent des observations sur le niveau mondial de la mer et les niveaux locaux dans la mer du Nord et la mer des Wadden et combinent les informations dans les bilans du niveau de la mer. De plus, ils produisent des projections du changement du niveau de la mer dans la mer des Wadden néerlandaise pour le 21e siècle pour différents scénarios climatiques tels que définis dans le cinquième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC AR5).

Fokker et ses co-auteurs de TNO-Applied Geosciences et Delft University of Technology (Fokker et al.) résument les causes naturelles et anthropiques de l'affaissement des terres et expliquent l'utilisation de modèles pour prévoir le mouvement vertical des terres associé à l'extraction de fluides (pétrole, gaz) ou de masse (sel gemme) du sous-sol. De plus, ils expliquent les processus physiques impliqués, décrivent les mécanismes de compactage et montrent comment la réponse du sous-sol à ces processus et mécanismes se propage à la surface, provoquant l'affaissement. Ils présentent un aperçu des données de la région de la mer des Wadden et discutent de la manière de combiner les modèles et les mesures. Enfin, ils compilent un aperçu des concessions de production de gaz et de sel gemme, les taux d'affaissement actuels (2018) associés et l'affaissement total prévu en 2030 et 2050. Ils ne donnent pas d'informations pour l'année 2100 car on ne sait pas s'il y aura une extraction. de fluides ou de sel sous la mer des Wadden après 2050.

Wang et ses collègues de Deltares et Rijkswaterstaat (Wang et al.) présentent le bilan sédimentaire de la partie néerlandaise de la mer des Wadden au cours du siècle dernier et montrent qu'au cours de cette période, l'impact de l'ingénierie à grande échelle (barrage du Zuiderzee et du Lauwerszee) prédomine sur les conséquences de l'élévation relative du niveau de la mer. L'évolution des systèmes côtiers est déterminée par l'état de leur bilan sédimentaire et ce dernier peut être décrit en termes « d'offre et de demande ». Les effets combinés de l'élévation du niveau de la mer et de l'affaissement des fonds marins font une place supplémentaire à la sédimentation (« demande ») qui doit être comblée par des sédiments importés de la zone côtière de la mer du Nord. Les auteurs donnent un aperçu des processus physiques entraînant le transport net de sédiments et présentent un nouveau modèle conceptuel pour l'échange de sédiments entre les chenaux de marée et les vasières. Après une explication des bases de la modélisation morphodynamique, ils calculent les taux maximaux d'élévation relative du niveau de la mer qui peuvent être compensés par l'importation de sédiments de la côte de la mer du Nord. Les valeurs pour les parties ouest et est de la mer des Wadden néerlandaise diffèrent considérablement. En combinant les projections d'élévation et d'affaissement du niveau de la mer et en les comparant à ces taux maximaux, l'évolution future des bilans sédimentaires par bassin de marée peut être déterminée. Enfin, Wang et al. discuter de l'effet d'un apport insuffisant de sédiments sur les vasières intertidales.


5 Implications pour les inondations côtières

Étant donné que nos projections fournissent des distributions de probabilité complètes, elles peuvent être combinées avec des distributions de valeurs extrêmes pour estimer le nombre attendu d'années pendant lesquelles les inondations dépassent une altitude donnée, intégrées sur un intervalle de temps donné. Notez que cela est différent du nombre attendu d'inondations au cours d'une seule année, la question ici n'est pas : « quelle est la probabilité d'une inondation d'au moins la hauteur X, compte tenu du changement prévu du niveau de la mer en 2050 ? » mais, « dans combien d'années entre 2000 et 2050 attendons-nous des crues d'au moins X, étant donné la trajectoire prévue du changement du niveau de la mer ? » Le tableau 4 montre le nombre d'années prévu pour chaque RCP avec des crues actuelles « 1 an sur 10 » (10 % de probabilité par an) et « 1 sur 100 ans » (1 % de probabilité par an) pour une sélection de sites sur 2001-2030, 2001-2050 et 2001-2100. La figure 7 montre la fraction d'années attendue avec au moins un événement aux marégraphes de New York, Key West, Cuxhaven et Kushimoto pour une gamme de hauteurs et les mêmes périodes de temps sous RCP 8.5. Des marégraphes et RCP supplémentaires sont indiqués dans Informations à l'appui Figure S10.


Voir la vidéo: Conférence sur lévolution du niveau de la mer en Polynésie